比例流量閥課件-

1、1、電液比例流量控制閥1.1 分類與應用 圖1.1 電液比例流量閥分類簡圖1.2 節(jié)流與調速 q=常數(shù),調節(jié)A后,q還受負載變化的影響;節(jié)流閥p=常數(shù),調節(jié)A后,q不受負載變化的影響;調速閥p1.3 節(jié)流閥的控制特性在比例節(jié)流閥中,閥芯位移是輸入電信號的單調函數(shù),如圖1.2。 圖1.2 穩(wěn)態(tài)控制特性I-x所示為閥口形狀為三角形、矩形及雙矩形的比例節(jié)流閥,在閥口工作壓差為三種不同恒定值時,其輸出流量與輸入電信號的關系曲線簇。 圖1.3 流量穩(wěn)態(tài)控制特性1.4 節(jié)流閥的功率域所示為比例節(jié)流閥的功率域示意圖。在使用比例節(jié)流閥時,要盡量避免超越閥的功率域。否則,比例節(jié)流閩的閥芯位移將會出現(xiàn)如圖所示的飽

2、和現(xiàn)象,從而使閥喪失比例控制特性。特別是不帶位移傳感器的單級比例節(jié)流閩,在較大壓差作用下,這種直控閥的流量大到功率界限時,穩(wěn)態(tài)液動力會自動將閥口關小,通過閥口的流量不會隨著壓差的增加而增加,存在著一種“自然”的功率域現(xiàn)象。 圖1.4 比例節(jié)流閥的功率域示意圖 圖1.5 超過功率域工況的穩(wěn)態(tài)控制特性曲線1.5直動式比流節(jié)流閥參見BOSCH教程P24-25用比例電磁鐵直接驅動閥芯,與彈簧力平衡定位,特點:1、簡單,工作可靠,可附加手動,一般能做到NG6,NG10;2、閥口開度受液動力、摩擦力影響,精度不高;3、最大流量NG6(35l/min,NG10(80l/min;4、由于比例電磁鐵輸出力有限,

3、存在著功率域;5、注意P24倍流量工況,此時更要注意功率域限制1.5先導式比流節(jié)流閥參見力士樂插裝式比例節(jié)流閥樣本1、原理特點:大流量電液比例閥以比例閥或伺服閥作為先導級,以插裝閥作為主級,具有流量大、響應快、耐高壓和使用壽命長等優(yōu)點。它能連續(xù)、成比例地調節(jié)受控腔的壓力或流量等,主要應用在鑄造機械、壓鑄機、注塑機、吹塑機、陶瓷機械、高速沖床、鋼廠等。2、應用要求,不同的應用場合對閥的性能要求也有所側重,如:快鍛壓機上使用的大流量電液比例閥不僅響應速度快,而且具有控制精度和重復精度高的特點;模鍛壓機上用于控制主缸速度、快慢速切換的大流量比例閥,則對響應速度和控制精度要求不太高,只需成比例可連續(xù)調

4、節(jié)即可,但要求價格低廉;壓鑄機上所使用的大流量比例閥對精度要求不高,但要求閥具有極快的響應速度和低廉的價格。單一的通用型產品已經難以滿足不同用戶對大流量電液比例閥所提出的不同要求。針對這一現(xiàn)狀,浙大研發(fā)了三種不同的技術方案大流量電液比例閥:。a、以伺服閥為先導級、主級位移-電反饋型的高檔大流量電液比例閥 該閥采用比例閥服閥作為先導級,采用大通徑的二通插裝閥作為主級,通過LVDT位移傳感器檢測主級插芯的開口位移,并將之反饋回放大器,通過設計及調整放大器中的控制算法和參數(shù),構成主級閥芯位移的電反饋閉環(huán)控制。先導級采用比例伺服閥,其閥體上為零開口四邊滑閥結構,滿足匹配與對稱的特性,屬于典型的伺服閥閥

5、體;電機械轉換器上采用高響應的比例電磁鐵,另外配備一個閥芯位移傳感器,先導閥部分便可構成閥芯的位置閉環(huán),具有相當高的靜態(tài)精度和動態(tài)特性。先導級和主級均帶有閥芯位移傳感器,放大器上采用雙閉環(huán)反饋的原理,實現(xiàn)主級閥芯位移的精確控制。此閥具有精度高、動態(tài)響應快的優(yōu)點,但價格較高,一般用在如快鍛壓機或其它對油缸控制要求較高的場合。b、以比例閥為先導級、主級位移-電反饋型的中檔大流量電液比例閥 該閥采用普通的比例換向閥作為先導級,與a中所介紹的方案相比,該先導級本身不帶閥芯的位移傳感器,成本大為降低,先導級采用開環(huán)控制,實現(xiàn)上較為簡單。主級同樣采用大通徑的二通插裝閥,通過LVDT位移傳感器檢測主級插芯的

6、開口位移,并將之反饋回放大器,構成主級閥芯位移的電反饋閉環(huán)控制。由于先導級屬于比例閥的結構,存在著一定的零位死區(qū),而且先導級采用開環(huán)控制,因此其靜態(tài)和動態(tài)特性都比方案a中的比例伺服閥差。主閥芯上帶有位移傳感器,構成位移-電反饋形式,因此通過控制方式上的優(yōu)化,該閥將具備較為平衡的動靜態(tài)特性。該閥適用于則對響應速度和控制精度要求不太高,價格相對較低的場合。電液控制工程課件 c、以比例閥為先導級、主級位移-力反饋型的低檔大流量電液比例閥 本方案采用三級放大結構，先導級采用普通的比例換向閥，放大級采用伺服 活塞，主級采用插裝閥。先導級和放大級之間采用位移力反饋控制，主級與放 大級之間采用快速隨動控制。

7、 位移力反饋型的伺服活塞位移經反饋彈簧提供反饋力，作用到先導閥芯上 與比例電磁鐵的電磁力相平衡，使先導閥芯穩(wěn)定在某一平衡位置上，從而使輸出 的伺服活塞位移與輸入的控制電信號成比例。在主閥芯的設計上，采用直接由伺 服活塞桿推動的方案，巧妙地在主級上應用一個 B 型液壓半橋來控制主閥芯，在 先導液橋選取合適的參數(shù)后能達到較快的響應速度。 由于先導閥和主閥上都不需要安裝位移傳感器，因此該閥結構簡單可靠，成 本低廉，但其控制精度受放大器和比例電磁鐵的非線性以及摩擦力、液動力等影 響會差一些，可通過在比例控制放大器中加入適當頻率和幅值的顫振信號，以達 到相對滿意的精度。該閥適用于要求閥具有快速響應性，較

8、低的成本，而對控制 精度高求不高的場合。 6 電液控制工程課件 1.5 二通調速閥 1.5.1 傳統(tǒng)二通調速閥 參見力士樂直動式比例流量閥 RE29188，及先導式比例流量閥 RE29190 樣本 1、壓力補償?shù)暮x 2、控制特性與負載特性 3、傳統(tǒng)二通調速閥存在的問題： a、負載特性差； b、很大的啟動流量超調； c、為使補償特性好，體積較大； d、動態(tài)響應上不去。 1.5.2 流量位移力反饋電液比例調速閥 （用于大流量電液比例調速，現(xiàn)在大量采用電液比例泵來進行大流量調節(jié)，或 者是電液比例泵實現(xiàn)大流量粗調+小流量高響應的電液控制閥進行流量精調） a b c d e f g h i 基本構成與

9、先導 B 型半橋 流量位移力反饋原理 級間動壓反饋 插裝式結構 多種輸入方式 變增益 電反饋 進油調速旁路調速 大流量調速閥3 級 1.5.3 試驗油路及 ISO 有關規(guī)定 7 電液控制工程課件 快速切斷閥操作時間不超過所測響應時間的 10%，且最大值不超過 10mS; 被試閥與負載之間的油液容積應盡可能小， 以保證由于油的壓縮性造成的壓力梯 dp V E 計算所得的，至少是所測梯度的 10 倍。 度用公式 = dt V 1.6 三通調速閥 1.6.1 傳統(tǒng)三通調速閥 Q = X W 2 P 式中P 為閥的壓差,與節(jié)流閥的壓差相一致 1.6.2 改進三通調速閥 1、負載適應控制與限壓先導閥-負

10、載敏感,負載適應,功率適應 2、Q+P 控制 當系統(tǒng)壓力沒有達到定差溢流閥先導閥調定的安全壓力時，先導閥不打 開，系統(tǒng)實現(xiàn)負載壓力適應，溢流閥主閥起定差溢流閥作用（保持節(jié)流閥兩端壓 差為常數(shù)） ，系統(tǒng)的多余流量以當時的系統(tǒng)壓力（而不是先導閥限定的高壓） 從打開的溢流閥閥口排回油箱； 只有當系統(tǒng)壓力達到先導閥調定壓力，先導閥與主閥心配合，起到一般溢 流閥的作用，此時，不再起定差溢流閥作用。 P1 P2 三通調速閥 8 電液控制工程課件 溢流 QL P0 QP 減壓口 節(jié)流口 有效 溢流 損失 P1 限壓 QL P0 QP P1 P P0 P1 P1 QL QP 圖 8-28 二通三通 能量特性

11、981201 QL QP 專用流量閥： A、單路穩(wěn)流閥，P182 原理圖 B、優(yōu)先閥（工程機械保證為轉向控制優(yōu)先提供動力油） ，P183 原理圖 C、PQ 閥，P185，注意流量、壓力控制時調節(jié)方法，對應 PQ 泵進行學習 工程應用： A、船用升降系統(tǒng) B、5000T 壓機平行控制系統(tǒng) 習題： 1、下列幾種電液比例調速系統(tǒng)的能量分析： A、定量泵+溢流閥+負載進油路二通電液比例調速閥 B、定量泵+溢流閥+負載回油路二通電液比例調速閥 C、定量泵+安全閥+三通電液比例調速閥 D、限壓式變量泵+負載進油路二通電液比例調速閥 E、電液比例節(jié)流閥+流量-壓力復合控制變量泵（BOSCH 教程 P136） 思考題：